在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)整體高速發(fā)展及市場(chǎng)驅動(dòng)下，智能家居廠(chǎng)商迎來(lái)歷史性的發(fā)展機遇。智能電器最基本的參數為“電”參數，能夠直觀(guān)反映電器的運行狀態(tài)，可通過(guò)嵌入電能傳感器測量各項“電”參數，而電能傳感器的核心部件是電能計量芯片。電能計量芯片在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應用方向主要包括：智能插座、智能充電樁、智能路燈及智能空調等。WIFI智能插座是目前最為火熱的應用方向，可通過(guò)用戶(hù)遠程控制或插座根據電能及環(huán)境參數自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)等方式，實(shí)現智能控制、節能、過(guò)流過(guò)壓過(guò)載保護、統計用電量信息及環(huán)境檢測等功能。

現在市場(chǎng)上知名的智能插座廠(chǎng)家有紫米、綠米、控客、悟空I8等，大家如果想了解這些插座的用料做工如何，可自行在網(wǎng)絡(luò )上搜索相關(guān)拆解文章。這些智能插座中常用的電能傳感部分大多是一款SOP8的電能計量芯片HLW8012，該芯片具有外圍元器件少、占用PCB面積小、軟件簡(jiǎn)單等顯著(zhù)特點(diǎn)，因此許多智能充電樁都采用HLW8012作為電能傳感核心部件。經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的市場(chǎng)考驗，HLW8012已經(jīng)成為當前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中很成熟的電能計量解決方案。

基本型專(zhuān)用電能計量芯片HLW8012

HLW8012是合力為科技專(zhuān)門(mén)針對智能家居、工業(yè)測量等領(lǐng)域推出的專(zhuān)用電能計量芯片，內置晶振、2.43V參考電源、電源監控電路，外圍電路非常簡(jiǎn)單。有功功率、電量、電流或電壓有效值以高頻脈沖的方式輸出，不需編寫(xiě)復雜的軟件。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)校準后，有功功率在1000:1范圍內可達到±0.3%的精度，電流電壓有效值在500:1范圍內可達到±0.5%的精度。



圖1：HLW8012引腳圖



圖2：HLW8012典型應用原理圖

串口免校準型電能計量芯片HLW8032

合力為科技官網(wǎng)上還展示了一顆新的電能計量芯片HLW8032，以下為引腳圖：



圖3：HLW8032引腳圖

從芯片引腳上看，HLW8032在HLW8012的基礎上增加了UART接口。HLW8032的TX為PIN6，而HLW8012的PIN6為有功功率脈沖CF；HLW8032的RX為PIN8，而HLW8012的PIN8為SEL引腳。HLW8012的PIN6是必用引腳，對于許多ARM芯片來(lái)說(shuō)，與CF連接的引腳非常容易切換為MCU的UART接口中RX端，這樣的設計提供了與HLW8012間便利的硬件兼容性。根據官方資料，當HLW8032應用到產(chǎn)品上，成品測量誤差要求最大為2%時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中可以節省掉校準工序。不過(guò)合力為科技仍良心地保留了PF引腳用于整機校準。

看來(lái)HLW8032的進(jìn)階，應該是為了滿(mǎn)足不同設計對接口的要求；或者部分為了提升生產(chǎn)效率而節省校準工序，且愿意將誤差指標降低至一定范圍的應用場(chǎng)合。HLW8032可以看作是基于HLW8012廣泛市場(chǎng)應用基礎上，為滿(mǎn)足部分應用場(chǎng)合，并考慮與HLW8012兼容性而設計的合適過(guò)渡型電能計量芯片。之所以說(shuō)是過(guò)渡型，是因為以后物聯(lián)網(wǎng)應用中電能傳感器的電參數將不止于現有的參數。

全能型電能計量芯片HLW811X

通過(guò)側面了解，筆者發(fā)現還有比HLW8032更全面應用的進(jìn)階芯片，暫定型號是HLW811X，這款芯片的初步特性信息：

（1）集成內置晶振、更靈活的通訊接口
（2）提供1路有功功率計算、1路電壓及1路電流有效值計算（精度更高）
（3）集成更多安全用電檢測，更多電參數測量并通過(guò)IO輸出
（4）誤差更低的免校準功能
（5）工作電壓：3.3V

據官方透露，最終產(chǎn)品將超出以上預期，若屬實(shí)，這款芯片在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應用將非常廣泛，筆者期待著(zhù)。

市場(chǎng)前景廣闊

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和大數據的飛速發(fā)展，智能化生活對數據的需求必將越來(lái)越大。智能家電必然是集各類(lèi)傳感器于一身，而電能傳感器作為最基本的傳感器，也將會(huì )變成一種標準品，更趨于體積小型化、接口簡(jiǎn)單化、多功能化、智能化。作為電能傳感器的關(guān)鍵器件，電能計量芯片將會(huì )朝體積更小、功能更強、精度更高、集成度更高，具有簡(jiǎn)單自我學(xué)習能力等方向發(fā)展。